壓覆礦產評估中對安全深度計算的探討

班國華 向文勤

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，國民生活水平大幅度提高，以及工業化進程的不斷加快，鐵路工程、公路工程、廠房以及油氣管道工程等快速發展，一定程度上推動國民經濟及社會發展的項目也越來越多。這些工程項目在建設過程中會造成礦產資源壓覆呈不斷增長的趨勢，所以要科學合理地確定工程項目施工現場的礦產資源，以便更好地進行工程項目的建設。筆者根據自身相關從業經驗并結合廣泛的社會實踐調查研究，就壓覆資產評估中對安全深度計算展開了相關的探討，望能提供借鑒。

關鍵詞：壓覆；礦產資源；覆壓范圍；深度計算；探討

隨著經濟的快速發展，科學技術的不斷進步，安全深度計算在壓覆礦產評估中應用愈來愈廣泛。不同類型的工程建設項目會按照對應工程類型的《保護條例》等法規進行，進而有效確定水平和垂直安全保護規范，對在《保護條例》中的礦產資源進行安全評估，并嚴格、規范地計算壓覆的資源及儲量，在計算過程中要重視根據巖層移動角在壓覆區邊緣的研究應用，對較為重要的資源進行評估分析，而且工程項目建設過程中也應該盡可能地避開重要礦產資源地，推動我國社會經濟的可持續發展。

1.工程項目的概況

為滿足遵義城市規劃布局需要，集約化利用城市土地，優化地區鐵路客、貨運設施布局，成都鐵路局向中國鐵路總公司呈送了“改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程項目建議書”的請示。2013年9月13日，獲得中國鐵路總公司批復，同意實施川黔線遵義城區段線路外遷工程。

為查清改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程建設用地及評估區范圍內的礦產資源種類、壓覆資源儲量情況，在鐵路建設過程中用安全深度計算對壓覆礦產進行了評估，確定施工區域的重要礦產資源分布。線路起于既有的川黔線李家灣，改擴建既有李家灣站貨場，李家灣至高爐子段既有線維持現狀，繞行線于高爐子站貴陽向東南方向進行，其穿過正在施工建設的渝黔線、在青檬高速公路后到渝黔線的左邊，通過北關水庫上游下穿遵綏高速公路后上并跨過S207省道，然后經過魏家橋、后山溝向南邊發展，并在團山堡附近設立董公寺會讓站，在出站之后沿著渝黔通道向南行進接入遵義東站。出了遵義東站后線路沿著南邊前進并跨越湘江河，穿過老木巖隧道之后線路會沿著渝黔線左邊前進。根據本線既有鐵路車站、線路狀況、全線重點工程分布、鋪軌和架梁方案的選擇情況，本項目與在建鐵路渝黔線對應段同步建設，同步投入運營，總工期3年。既要保護和合理開發利用改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程線路經過區域的礦產資源，又要確保該建設項目正常進行，按照國家及鐵道部頒發的有關規范、標準、規定等，根據實際情況并結合《鐵路安全保護條例》《中華人民共和國礦產資源法》以及我國國土資源部國土資發布《國土資源部關于進一步做好建設項目壓覆重要礦產資源審批管理工作的通知》要求，對改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程沿線開展壓覆礦產資源評估工作。主要是通過壓覆礦產資源評估工作，查清改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程建設用地及評估區范圍內的礦產資源種類、壓覆資源儲量。

2.地質概況

施工評估區域總體為北低南高，是云貴高原溶蝕洼地。兩邊都是沿著平行山脈走向發展的，沿線有很長一段的條形溶蝕槽谷地貌，是條形中山的一部分。巖溶地貌占據主導地位，在靠近分水嶺、構造影響強烈處形成猶如侵蝕地形，內含有豐富的碳酸鹽，熔巖發育非常好，地質多樣，洼地、峰從、溶斗以及伏流分布十分廣闊，區域內存在較為強烈的巖漿活動。項目沿線屬亞熱帶濕潤季風氣候區，冬無嚴寒，夏無酷暑，溫暖濕潤，舒適宜人。項目所在地遵義市礦產資源豐富，為我國的一個重要錳礦基地，礦業經濟占有很高的比例。

2.1地層

工程項目區域內出露最老地層為寒武系，往上依次有奧陶系、志留系、二疊系、三疊系、侏羅系和第四系等，其中寒武系下部和侏羅系上部出露不全，缺失志留系中上統與泥盆系、石炭系。

2.2構造

工程建設項目評估區大地構造屬于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構造變形區，其中北東向斷層、褶皺發育，構造較復雜。以褶皺為主，呈北東、北北東向分布；斷層走向與褶皺軸線基本一致，以高角度斷層為主。銅鑼井背斜：背斜呈南西—北東向展部，區內軸線長4.2km。背斜核部最老地層為寒武系婁山關群，向兩翼依次為奧陶系下統桐梓組、紅花園組、湄潭組，二疊系中統棲霞組、茅口組和上統龍潭組、長興組，三疊系下統夜郎組、茅草鋪組。背斜南東翼巖層傾向一般160°～175°，傾角30°～38°，北西翼巖層傾向一般315°左右，傾角42°～50°，總體上呈北西翼陡，南翼緩的不對稱背斜。南白背斜：背斜軸向近南北向，約呈“S”型扭曲，北部較狹窄，南部較寬緩。向斜兩翼不對稱，西翼地層傾角較緩，一般傾角15°～26°，傾向250°～295°；東翼較陡，一般26°～48°，傾向100°～122°，向核部逐漸變緩。向斜翼多次一級短軸褶曲構造，軸向北東—南西向，軸長200m～600m不等。

2.3礦產

工程項目評估區區域內目前已知的礦產有錳礦、煤礦、硫鐵礦、鋁土礦、鉬、鎳多金屬礦及石灰石等。除錳礦和煤礦外，其他大多數礦種規模較小。

3.評估過程中應遵循的原則

首先，壓覆礦產資源是指在項目建設施工后導致礦產資源不能充分開發利用。工程項目建設時和礦區重疊范圍比較小，則不需要進行壓覆處理，重疊范圍大，則需要進行壓覆施工。壓覆礦產資源主要分為重要礦產資源與壓覆非重要礦產資源兩種，而重要礦產資源主要是那些在《礦產資源開采登記管理辦法》附錄中提出的34個礦種的礦床規模在中型的礦產資源，非重要礦產資源是指上述34個礦種的礦床規模在中型以下的礦產資源及34個礦種以外的礦產資源；沒有正式進行礦產資源勘探的，則沒有設置產權的，或經過初步工作但是沒有查明資源儲量的礦產資源，不需要進行壓覆處理。在壓覆處理過程中，需要注意其是否被國家礦產地采礦權占有，只需要評價采礦權的情況，國家礦產資源不需要再進行評述。在壓覆的資源儲量估算過程中，應該以最高勘察程度資料原則分礦種估算；尊重原勘查礦區地質報告的原則。此外，在壓覆礦產評估過程中，縣（市）級頒證采礦權，評估時以縣（市）級核查為準。

4.評估的主要依據

工程項目壓覆礦產評估是嚴格遵循國家頒布的《中華人民共和國礦產資源法》進行的；國土資發【2010】137號文，即《國土資源部關于進一步做好建設項目壓覆重要礦產資源審批管理工作的通知》為重要依據；黔國土資發【2002】128號文《關于建設項目壓覆礦產資源有關規定的通知》；黔國土資發【2010】128號文《關于進一步做好建設項目壓覆重要礦產資源審批管理工作的通知》《三下采煤新技術》；貴州省《對建設項目壓覆礦產資源評估報告編制的建議》；改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程經過區域各個縣城國土資源部門頒布的《建設項目用地礦產資源情況核查表》；資料收集截至2014年5月20日，評估區范圍有關的地質勘探成果和評估區范圍需要根據有關采礦許可證以及勘察許可證進行；建設方提供的改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程相關資料及鐵路中心軸線坐標。

5.壓覆范圍的確定

根據擬建項目的保護等級，結合礦產資源賦存條件和開采方式來確定評估方法，其確定依據為《三下采煤新技術》。

5.1坑采礦山

坑采礦山的壓覆范圍的確定需要根據我國建筑受保護等級、礦層所在的含礦巖石地層時代等明確范圍，還要根據礦層厚度、礦體傾角以及形態等實際情況決定。

5.1.1明確受保護等級與圍護帶

根據上述規范，確定改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程的保護等級為Ⅰ級。這一區域確定的圍護帶是改建鐵路利用地邊界線向兩側外退行20m即為圍護帶的邊界。

5.1.2移動角的確定

改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程涉及壓覆的坑采礦山需要用到類比法確定移動角，而類比原則主要是指賦存地層層位相同，由于礦層傾角相近、礦層上覆巖層、巖性以及厚度都十分相近。具體計算則根據壓覆施工地的實際情況進行計算，其中利用符號β′、γ′代替β、γ，其計算公式為：

γ、β和δ取值按照《三下采煤新技術》

結合各礦種開采的實際情況，各移動角取值如下：

走向移動角δ=70°；

下山移動角β=70°；

上山方向移動角：根據上述公式計算取得。

5.1.3壓覆范圍

根據上述煤（礦）層傾角、圍護帶寬度、走向及上、下山移動角所圈定的范圍為壓覆范圍。

5.1.4計算壓覆的安全深度

安全深度主要指在安全的深度以外，不至于由于開采而引發冒頂、坍塌與地面沉降、塌陷等問題，但是若工程項目在安全深度范圍之內，則很有很能引發上述問題。煤層綜合作用與安全系數相乘得到安全深度，其計算公式為：

H=M×K

其中，H是指安全深度，單位為米；M為綜合作用厚度，單位為米；K是指安全深度系數。

按照壓覆安全深度計算的相關規范，《地方煤礦實用手冊》，綜合作用的厚度計算方式是將最上面的一層作為采煤層，并分別作用于下一層可采煤礦，直到最后一層可采煤的疊加計算。另外，各層煤的綜合作用厚度計算公式為：

Mn-1=mn-1+c×Mn

其中，M是指綜合作用厚度，單位為米；m是指煤層厚度，單位為米；n為煤層數；c主要是指兩層煤礦之間的真厚度和下一層煤的厚度的比值函數，具體可以參考《三下采煤新技術》的相關規定。

5.2露采礦產

露采礦山根據安全爆破距離（300m）、直接能夠看到的范圍等綜合因素決定的。一般原則上礦產的開采如果對鐵路造成了影響，壓覆范圍的確定應該考慮其影響范圍，沒有影響的視為不壓覆。根據收集資料，改建工程項目的中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程涉及壓覆的露采礦（山）均為開采建筑石料用灰巖、水泥用灰巖、砂巖企業。本次確定以改建鐵路中軸線兩側各外推300m范圍內為壓覆范圍。

5.3地熱水

由于地熱水熱儲深埋地下2000余米，熱儲之上有巨厚的隔熱隔水層，開采方式為深井開采；結合礦區已經施工形成的取水礦井位置與建設項目征地范圍關系，若因擬建項目的建設而影響其取水（或取水量），則納入壓覆范圍，反之則壓覆。

6.結論和建議

6.1建設項目壓覆礦產資源評估的必要性

改建鐵路川黔線遵義市中心城區李家灣至閣老壩段外遷東移工程是貫徹落實“國發2號”文件，搶抓機遇，進而推動遵義市社會經濟的發展。建設項目壓覆主要是配合遵義市產業布局進行的，其綜合考慮到遵義市城市總體規劃的實際需求，盡可能地避免鐵路工程切割城市，科學合理的規劃城市空間布局，為構建和諧城市做貢獻。建設項目壓覆礦產資源評估有利于優化遵義市鐵路貨運系統布局，有利于遵義市的可持續性發展，項目的建設是必要的，也是十分迫切的。

6.2建議

首先，在線路走向盡可能取直的前提下盡量減少對城鎮規劃的干擾，避開風景區及保護區等敏感區域，選擇交通條件便利的地區；盡量避繞高地震烈度區和地震活動斷裂帶；應選擇較寬闊、縱坡較小的山脊或溝谷通過。此外，在地勢平緩地區，在盡可能取直的前提下，盡量避開穿越村鎮及城鎮規劃區。

6.3結論

總之，在露采礦產資源壓覆范圍的確定過程中，要科學合理地確定爆破距離，并充分考慮到改建工程項目區域的有關地貌地形、坡向等因素影響，壓覆范圍確定需要根據有關行業的規范進行劃定，而且礦產資源的壓覆資源儲量計算可以按照建設工程的重要性以及重要性質進行，并根據施工現場的實際情況科學合理地布局。在計算過程中還需要對比較為典型的工作區域，合理選擇適宜的實測參數，合理計算移動角和安全深度，這有利于為改建工程項目建設后對社會經濟發展的作用的對比分析提供重要依據，所以要重視壓覆礦產評估中對安全深度計算的研究分析。

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